Modernização da unidade de ignição. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Comentários do artigo

Muitos anos de operação em carros nacionais e estrangeiros de unidades de ignição eletrônica, montadas de acordo com o artigo de Yu. Sverchkov [1] com melhorias propostas por G. Karasev [2], mostraram que essas melhorias, juntamente com qualidades positivas (aumento da duração da faísca , por exemplo), levam a falhas na faísca a uma velocidade do virabrequim de 3000 min-1 ou mais. Além disso, descobriu-se que é extremamente difícil eliminar completamente essas falhas, mesmo que as recomendações dadas em [3] sejam rigorosamente seguidas.

Na fase de configuração da unidade, verificou-se o aparecimento de uma meia onda de tensão no terminal “K” da bobina de ignição após o fechamento do diodo VD5 (as designações dos elementos a seguir correspondem ao diagrama da Fig. 1 em [2]) é extremamente instável. As características dessa meia onda dependem fortemente não apenas dos valores do capacitor C2 e do resistor R4, mas também da tensão de alimentação e, em maior medida, da largura do centelhador.

Depois de instalar a unidade no carro, ajustada e operando no suporte sem falhas na faixa de frequência do modelador de pulso de 10 ... . Nem uma combinação diferente dos valores de capacitância do capacitor C200 (de 3 a 14 μF) e a resistência do resistor R7 (de 2 a 0,01 Ohms) ajudaram, nem mesmo a seleção do trinistor VS0,047 para corrente de controle.

As falhas desapareceram completamente quando o valor do resistor R4 era superior a 1,5 kOhm e o capacitor C2 era de 0,01 μF, ou seja, com centelhamento de período único de acordo com o diagrama de blocos de Yu Sverchkov. Por vários anos, a unidade funcionou perfeitamente com o circuito de extensão de faísca C2R3R4VD6 removido.

A análise dos oscilogramas da tensão no terminal "K" da bobina de ignição, obtidos na unidade de ignição instalada no carro com circuito de extensão de faísca, em diferentes frequências de centelhamento, leva à conclusão de que a causa das falhas no faiscamento está na instabilidade da taxa de aumento da meia onda de tensão no capacitor C3, o seguinte atrás do fechamento do diodo VD5.

Portanto, temos que admitir que o método de aumentar a duração da descarga de faísca com uma unidade trinistor-capacitor aplicando um pulso de abertura repetido ao eletrodo de controle do trinistor, formado pela tensão residual no capacitor de armazenamento, é inadequado para uso prático em um carro.

Foi possível colocar em prática a ideia de aumentar a duração de uma descarga de faísca em uma unidade de ignição por capacitor [1] devido ao uso de um poderoso transistor composto KT898A em vez de um trinistor, especialmente projetado para sistemas de ignição automotiva. O esquema da unidade atualizada é mostrado aqui na Fig. 1 (doravante, as designações dos elementos correspondem a este esquema).

O circuito de controle para a descarga do capacitor de armazenamento C2 é significativamente simplificado em comparação com [2]. A constante de tempo de carga do capacitor de controle C3 é determinada pelos valores dos elementos C3 e R3 e a resistência do diodo VD7, e a descarga é determinada por C3 e R4, VD6 e a resistência da junção do emissor do transistor VT2.

A corrente de base do transistor VT2 depende da tensão no capacitor C3, da resistência do diodo VD6, do resistor R4 e da tensão de alimentação, o que permite configurar a unidade em condições de bancada.

Para ajuste, a unidade é conectada a uma fonte de alimentação ajustável com tensão de até 15 V e com corrente de carga de 3 ... 5 A e à bobina de ignição, um centelhador de 7 mm é definido entre seu terminal central e o terminal "B". Ao pino 6 do conector X1.1 conecte a saída do shaper de pulsos retangulares com um ciclo de trabalho de 3 e uma capacidade de carga de pelo menos 0,5 A.

É muito conveniente usar um corretor de octanagem [4] com dispositivos auxiliares para ajuste (basta fechar o resistor variável R6 conforme a Fig. 1 em [4). Na unidade a ser ajustada, em vez do resistor constante R3, uma variável com valor nominal de 2,2 kOhm é conectada, colocando seu controle deslizante na posição resistência máxima Ligue a fonte de alimentação para uma tensão de 14 V e aplique pulsos de controle com frequência de 10 a 200 Hz na entrada, controlando a forma da tensão no terminal "K" da bobina de ignição com um osciloscópio - deve corresponder ao mostrado na Fig. 2.

Se apenas um período de flutuação de tensão for visível no oscilograma, girando o controle deslizante do resistor variável, um segundo período é alcançado com um limite claro visível obrigatório para o fim da centelha. Em seguida reduza a tensão de alimentação para 12 V e repita a operação anterior. Depois disso, é realizada uma verificação de controle da operação na frequência de 10 ... 200 Hz com uma tensão de alimentação de 12 ... 14 V. A resistência da parte introduzida do resistor variável é medida e um resistor constante de a classificação mais próxima é soldada.Geralmente, a resistência R3 está na faixa de 200 a 680 ohms. Em alguns casos, pode ser necessário selecionar o capacitor C3 dentro de 1 ... 3,3 uF.

A redução da constante de tempo de carga do capacitor C3 devido ao resistor R3 não prejudica a proteção do bloco contra os impulsos de "bounce" dos contatos do disjuntor, pois o processo de "bounce" é mais curto que o tempo durante o qual a corrente de base do transistor VT2 atinge um valor suficiente para abri-lo. Ao usar o bloco em conjunto com um corretor de octanagem [4; 5] a interferência associada ao "bounce" é suprimida de forma ainda mais confiável.

A capacitância do capacitor de armazenamento C2 da unidade de ignição foi aumentada para 2 microfarads para aumentar seu tempo de descarga. Neste caso, a duração do primeiro período de descarga é de 0,4 ms. Para que o capacitor tenha tempo de carregar antes do próximo ciclo de centelhamento, o conversor no bloco deve ser forçado aumentando a espessura do conjunto de placas do transformador T1 para 8 mm e ao configurar o bloco de acordo com o método de Yu. Sverchkov, selecionando o resistor R1, atinge uma tensão de 150 ... 160 V no capacitor C2 (neste caso, o capacitor deve ser desviado com um resistor com resistência de 1,5 kOhm com potência de pelo menos 5 W). Nesta modalidade, o conversor no bloco continua funcionando de forma confiável por mais de 6 anos.

Diodo VD5 de acordo com o esquema da fig. 1 em [2] é excluído do bloco; sua função é executada pelo diodo de proteção embutido do transistor VT2 do bloco. Capacitor C2 - MBGO, C3 - K53-1 ou K53-4, K53-14, K53-18; capacitores de alumínio não podem ser usados ​​devido à alta corrente de fuga e baixa confiabilidade. O transistor KT898A só pode ser substituído por KT897A, KT898A1 ou estrangeiro BU931Z, BU931ZR BU931ZPF1, BU941ZPF1. O conector X1 consiste em uma inserção ONP-ZG-52-V-AE e um soquete ONP-ZG-52-R-AE.

O bloco descrito pode ser usado em carros das famílias VAZ-2108 e VAZ-2109, para os quais será necessário conectar o bloco à esquerda do conector X1.1 de acordo com o diagrama da Fig. 1 nó correspondente, montado de acordo com o esquema da fig. 3 (a cruz marca o ponto de quebra da corrente). Se for necessário usar um corretor de octanas [5] junto com a unidade de ignição, os resistores R1, R4 e os capacitores C1, C2 devem ser excluídos da unidade correspondente, o resistor R2 e o diodo VD1 devem ser fechados e a saída do corretor de octanas [5] (resistor R7) deve ser conectado ao nó VT1 do transistor base. O diodo Zener D816A deve ser substituído por D815V, o fio positivo de alimentação do corretor deve ser conectado ao pino 5 do conector X1.1. Capacitores no nó C1 - KM-5 (KM-6, K10-7, K10-17), C2 - K73-9 (K73-11).

Ao utilizar a unidade em carros de outros tipos que possuem disjuntor de contato, deve-se instalar um estabilizador de tensão paramétrico para alimentar o corretor de octanas, fig. 4.

A saída do capacitor do disjuntor Spr é desconectada e soldada no pino 7 do soquete X1.2. Agora, para mudar para a ignição convencional, basta inserir um plug-plug X1.2 no soquete X1.3, no qual os contatos 1,6,7 são conectados entre si (não é mostrado no diagrama da Fig. 1) . Para não enviar o fio do capacitor do disjuntor Spr para o soquete X1.2 no plugue X1.3, é possível fornecer um capacitor C4 K73-11 com capacidade de 0,22 μF para uma tensão de 400 V conectando entre os pinos 1, 6, 7 e pino 2. Nesse caso, o capacitor Spr é simplesmente desmontado.

Depois de realizar a modernização especificada, a unidade fornece faíscas ininterruptas com dois períodos com uma duração total da faísca de pelo menos 0,8 ms a uma rotação do virabrequim do motor de 30 a 6000 min-1 e uma mudança na tensão da rede de bordo do carro de 12 para 14 V. O motor passou a funcionar "mais macio", melhorou a dinâmica do carro.

Quando a tensão de alimentação é reduzida para 6 V, a unidade mantém o centelhamento ininterrupto com um período dentro dos limites especificados da velocidade do virabrequim e o centelhamento de dois períodos é mantido até uma velocidade de 1500 min-1 com uma diminuição no tensão da placa para 8 V, o que facilita muito a partida do motor.

A utilização de um transistor de comutação em vez de um trinistor na unidade também permite aumentar a energia da faísca devido à descarga quase completa do capacitor de armazenamento através do enrolamento primário da bobina de ignição, como em unidades de ignição do capacitor com armazenamento de energia pulsada . Esta opção tornou-se possível devido ao fato de que a unidade de Yu Sverchkov [1] não tem medo de fechar o capacitor de armazenamento C2. A implementação da qualidade especificada é obtida ligando o diodo VD8 em paralelo com o enrolamento primário da bobina de ignição (no diagrama de blocos é mostrado por linhas tracejadas).

O processo de descarga do capacitor de armazenamento para uma unidade de ignição com armazenamento contínuo de energia no capacitor é um tanto incomum. Quando os contatos do disjuntor são fechados, o capacitor de controle C3 é carregado e, no momento em que são abertos, ele é conectado por uma placa positiva através do diodo VD6 à base do transistor VT2 e por um sinal negativo através do resistor R4 ao emissor. O transistor VT2 abre e permanece aberto enquanto sua corrente de base - a corrente de descarga do capacitor C3 - permanecer suficiente para isso.

O capacitor de armazenamento C2 é conectado através do transistor VT2 ao enrolamento primário da bobina de ignição e é descarregado durante o primeiro quarto do período da mesma forma que no bloco [1]. Quando a tensão no terminal "K" da bobina passa por zero, o diodo VD8 abre. A corrente no circuito neste momento atinge um máximo. O diodo aberto VD8 desvia o capacitor C2, conectado através de um transistor aberto VT2 ao enrolamento da bobina I e, portanto, o capacitor não recarrega, é totalmente descarregado para o enrolamento da bobina de ignição I e toda a sua energia vai para o seu campo magnético .

O diodo aberto VD8 mantém a corrente no circuito formado por ele e o enrolamento I, e a descarga de faísca que ocorreu durante o primeiro quarto do período. Depois que toda a energia armazenada da bobina é usada, a descarga de faísca para. Deve-se notar que neste caso, ao contrário do caso do processo oscilatório de descarga do capacitor C2, a duração da descarga não depende do estado do transistor VT2 e é determinada apenas pela capacitância do capacitor C2 e pelas características do bobina de ignição.

Assim, o transistor VT2 pode fechar antes ou depois do fim da descarga de centelha, o que reduz os requisitos de precisão do ajuste da unidade. Basta ajustá-lo no suporte para o caso de um processo oscilatório e depois simplesmente soldar o diodo VD8. Essa propriedade do bloco o torna universal. Por exemplo, se for necessário um maior recurso de velas de ignição, a unidade é usada no modo oscilatório, a duração da descarga da faísca é de 0,8 ms, uma partida confiável do motor em quaisquer condições. E quando é necessária alta energia de faísca (requisitos aumentados para o nível de toxicidade do escapamento), a unidade é usada com um processo de descarga de corrente por meio da instalação de um diodo VD8. A descarga de faísca durante o teste de um bloco com um diodo tem a forma de um cordão azul-carmesim, como em sistemas de transistor.

Para a modernização de blocos já fabricados [2], não são necessárias alterações significativas. O transistor KT898A e o diodo KD226V são colocados livremente na placa existente, em vez do trinistor VS1 e do circuito de extensão de faísca C2R3R4VD6. O transistor não precisa de um dissipador de calor, já que a duração do pulso de corrente que flui através dele é incomparavelmente menor do que nos sistemas de transistores.

Após a modernização, a corrente de pulso consumida pela unidade de ignição durante a operação do motor aumenta significativamente (com o motor parado, a corrente permaneceu a mesma - 0,3 ... 0,4 A). Portanto, é aconselhável conectar um capacitor de bloqueio de óxido com capacidade de 4 uF para uma tensão de pelo menos 1 V entre o pino 22 do conector X000 e o fio comum.

É claro que a modernização descrita do bloco [1] não esgota as possibilidades de aumentar ainda mais a duração e a energia da descarga de faísca. Assim, por exemplo, foi testado um método para conectar o enrolamento primário da bobina de ignição a uma fonte de energia no final do ciclo de faísca. E embora tal bloco seja mais complexo e, portanto, menos confiável, em geral, em termos desses indicadores, supera muitos outros descritos na revista.

Um fragmento do circuito da versão aprimorada é mostrado no diagrama da Fig. 5 (transdutor ainda permanece inalterado).

Após a abertura dos contatos do disjuntor, os processos que ocorrem na unidade no primeiro quarto do período de descarga do capacitor acumulador C2 são semelhantes aos descritos acima (fase 1 da Fig. 6), porém, além disso, o capacitor C4 é carregado através dos resistores R4, R5, a junção do emissor do transistor VT3. A corrente de carga deste capacitor abre o transistor VT3 e o mantém neste estado por um tempo determinado pelos parâmetros dos elementos do circuito de carga.

Depois que a tensão no terminal "K" da bobina de ignição passar por zero no final do primeiro quarto do período e exceder a tensão direta do diodo VD9, ela abrirá e o terminal "K" através do diodo VD9 e o transistor VT3 será conectado ao fio comum. Uma corrente da fonte de energia fluirá através do enrolamento primário da bobina de ignição, somando-se à corrente de descarga do capacitor C2 e mantendo a descarga de faísca resultante (fase 2).

Além disso, a corrente de base do transistor VT3 torna-se tão pequena que o transistor fecha, desligando o enrolamento primário da bobina de ignição. O aumento de tensão resultante no terminal "K" - cerca de 200 V (fase 3 na Fig.) - é suficiente para uma segunda quebra do centelhador, pois neste momento a descarga de centelha ainda não foi concluída e a segunda quebra ocorre em um ambiente preparado. Além disso, a descarga ocorre como em um sistema de transistor (fase 4 na Fig. 6).

Depois que os contatos do disjuntor são fechados, o capacitor C4 descarrega rapidamente através do resistor R5 e do diodo VD10, preparando-se para o próximo ciclo de faísca.

A duração total da descarga de faísca na unidade aprimorada é de 2 ms e permanece quase constante na faixa de frequência do modelador de pulso de 10 a 200 Hz a uma tensão de alimentação de 14 V.

Estabelecer este bloco não é difícil. Primeiro, eles consertam com o transistor VT3 desligado da mesma forma descrita acima. Em seguida, o transistor VT3 é conectado, em vez do resistor constante R5, uma resistência variável de 2,2 kOhm é conectada e seu controle deslizante é ajustado para a posição de maior resistência.

A fonte de alimentação é ligada e a tensão é ajustada para 14 V. Ao girar o controle deslizante do resistor variável, o formato da tensão no terminal “K” da bobina de ignição corresponde ao mostrado na fig. 6 na faixa de frequência do modelador de pulso de 10 a 200 Hz, após o que, em vez de um resistor variável, uma constante da resistência correspondente é soldada (geralmente de 430 a 1000 Ohms).

Os testes foram realizados com a bobina de ignição B115 para o sistema de contato do carro GAZ-24 com resistor adicional fechado. Não há necessidade de ter medo de fechar este resistor - a bobina não irá superaquecer, pois o tempo de descarga da centelha gerada pela unidade em cada ciclo é menor que o tempo em que a bobina está sob corrente quando os contatos do disjuntor são fechados em um sistema de ignição convencional. No caso de usar outras bobinas de ignição, a capacitância ideal dos capacitores C3 e C4 pode precisar ser esclarecida experimentalmente.

A eficiência do nó no transistor VT3 é avaliada desligando o capacitor C4 após o ajuste. A frequência de faísca é ajustada para 200 Hz e o capacitor C4 é tocado no ponto em que é desligado - o som da descarga da faísca deve mudar, e o cordão de faísca deve ficar um pouco mais grosso, com a formação de uma leve nuvem de gás ionizado ao seu redor, como uma descarga de faísca gerada por sistemas de transistores. Não há perigo de danos ao transistor VT3.

O transistor VT3 deve ser instalado no corpo do bloco, lubrificando a superfície adjacente a ele com pasta KPT-8 ou graxa Litol-24. Se outro transistor for usado em vez do KT898A1 (ou BU931ZPF1), uma junta isolante de mica deverá ser colocada sob ele.

Desenho da placa de circuito impresso do bloco conforme esquema da fig. 1 é mostrado na fig. 7.

A placa é projetada de forma a facilitar ao máximo a montagem de qualquer variante da unidade de ignição descrita no artigo. O resistor R1 para facilidade de estabelecimento é composto por dois - R1.1 e R1.2. Em vez dos diodos D220, você pode usar KD521A, KD521V, KD522B; em vez de D237V, KD209A-KD209V, KD221V, KD221G, KD226V-KD226D, KD275G são adequados e, em vez de KD226V (VD8) - KD226G, KD226D, KD275G. Para um corretor de octanagem, uma taxa separada deve ser fornecida.

O transformador T1 é montado em um circuito magnético Ш16х8. As placas são montadas ponta a ponta, uma tira de fibra de vidro com 0,2 mm de espessura é inserida no vão. O enrolamento I contém 50 voltas de fio PEV-2 0,55 (pode ser mais grosso - até 0,8), enrolamento II - 70 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,25 a 0,35 mm, enrolamento III - 420-450 voltas de fio PEV-2 com um diâmetro de 0,14 a 0,25 mm.

Uma foto de uma das variantes da unidade de ignição (sem caixa) é mostrada na fig. 8.

Literatura

1. Sverchkov Yu. Unidade de ignição multifaísca estabilizada. - Rádio, 1982, nº 5, p. 27-30.
2. Karasev G. Bloco estabilizado de ignição eletrônica. - Rádio, 1988, nº 9, p. 17, 18.
3. Autores de artigos e consultores respondem às perguntas dos leitores. - Rádio, 1993, n.º 6, p. 44,45 (G. Karasev. Unidade de ignição eletrônica estabilizada. - Rádio, 1988, nº 9, p. 17,18; 1989, nº 5, p. 91; 1990, nº 1.S.77).
4. Sidorchuk V. Corretor eletrônico de octanas. - Rádio, 1991, n.º 11, p. 25. 26.
5. Adigamov E Corretor de octanagem eletrônico modificado. - Rádio, 1994, n.º 10, p. 30,31.

Autor: E.Adigamov, Tashkent, Uzbequistão

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